JP5095199B2 - Manufacturing method of toner supply roller - Google Patents
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Description
本発明は、例えば複写機(コピー機)、プリンタ、ファクシミリ等の、電子写真の原理を利用して記録用紙に画像又は文字を印刷する画像形成装置に用いられるトナー供給ローラ及びその製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この種の画像形成装置において、感光体や静電記録誘電体等からなる像担持体上に鮮明なトナー像を形成するために用いられるトナー供給ローラの製造方法に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a toner supply roller used in an image forming apparatus that prints an image or a character on a recording sheet using the principle of electrophotography, such as a copying machine (copying machine), a printer, a facsimile, and the like, and a manufacturing method thereof. It is. More specifically, in the image forming apparatus of this type, it relates to method for producing a toner supply row La used to form a clear toner image on the image bearing member comprising a photosensitive member or an electrostatic recording dielectric member or the like .
従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、感光体(像担持体)の表面を、帯電装置でコロナ放電により一定電位に帯電させた上で、これに対して記録されるべき画像や文字に対応するパターンがレーザー発振器やLEDで光照射することにより静電潜像として形成される。得られた静電潜像が、現像装置の現像ローラから供給されるトナー(固体現像剤)により現像され、可視化される。さらに、そのトナー像が記録用紙に転写され、定着されることにより印刷が行われる。前記現像装置においては、ホッパー内に収容された10μm以下のトナーを現像ローラに適量供給したり、掻き取ったりするため、軟質の弾性ローラからなるトナー供給ローラが内蔵されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, the surface of a photosensitive member (image carrier) is charged to a constant potential by corona discharge with a charging device and then recorded on the surface. A pattern corresponding to the image or character to be formed is formed as an electrostatic latent image by irradiating light with a laser oscillator or LED. The obtained electrostatic latent image is developed with a toner (solid developer) supplied from a developing roller of a developing device and visualized. Further, the toner image is transferred to a recording sheet and fixed, and printing is performed. In the developing device, a toner supply roller composed of a soft elastic roller is incorporated in order to supply or scrape an appropriate amount of toner of 10 μm or less contained in the hopper to the developing roller.
係るトナー供給ローラとしては、ポリウレタン発泡体又はシリコーン発泡体よりなる弾性ローラが用いられている。そのような弾性ローラの製造方法として、スラブ発泡法によるポリウレタン発泡体から切り出す方法は、金型を必要としないため金型の管理及び補修に伴う煩雑さがなく、二液性液体原料を注入することに伴う不具合の発生がなく、しかも機械的物性に優れたスラブポリウレタン発泡体を使用できる点から好ましい方法である。 As the toner supply roller, an elastic roller made of polyurethane foam or silicone foam is used. As a method for producing such an elastic roller, the method of cutting out from a polyurethane foam by the slab foaming method does not require a mold, so there is no trouble associated with the management and repair of the mold, and a two-component liquid material is injected. This is a preferable method from the viewpoint that a slab polyurethane foam excellent in mechanical properties can be used without causing any problems.
しかしながら、そのようなスラブポリウレタン発泡体においては、ローラ素材を切り出し、それに芯金を通した後、表面を研磨してローラ形状に仕上げられてトナー供給ローラが得られる。係るトナー供給ローラは、トナーがその表面から内部へ入り込みやすく、入り込んだトナーは圧力を受けて劣化し、ローラ内部に固着することでさらにトナーの劣化が進行する。このような現象は発泡体が硬いほど起きやすいことから、発泡体として低硬度のものを使用すると、トナーの掻き取り性が低下し、画像にゴーストが現れたり、トナーのフィルミングを引き起こしたりして画質の低下を招くという欠点があった。 However, in such a slab polyurethane foam, a roller material is cut out, passed through a metal core, and then the surface is polished to be finished in a roller shape to obtain a toner supply roller. In such a toner supply roller, the toner easily enters the inside from the surface thereof, and the entered toner is deteriorated by pressure, and the toner further adheres to the inside of the roller and further deteriorates. Since this phenomenon is more likely to occur when the foam is harder, if the foam has a low hardness, the scraping ability of the toner will be reduced, and ghosts may appear on the image or toner filming may occur. In other words, the image quality is degraded.
このような欠点を解消するために、芯金の外周に設けられたポリウレタン発泡体の表面を所定の凹凸形状にし、研磨加工を省略したトナー供給ローラが提案されている(例えば、特許文献1及び2を参照)。
ところが、特許文献1及び2に記載されたトナー供給ローラを構成するポリウレタン発泡体は、いずれも金型内で成形された成形体(モールド成形体)であることから、硬さ等の機械的物性をトナー供給ローラに適するように調整することが難しい。さらに、ポリウレタン発泡体は一体的に成形されることから、トナーの掻き取り性を高めるためにローラ表面における硬さを硬くするとトナーがローラ内部に入り込んでトナーが劣化し、ローラ表面の硬さを抑えようとするとローラ全体が柔らかくなり過ぎてトナーの供給性が悪くなるという傾向があった。従って、適正なトナー供給量が確保できない上に、係るトナー供給ローラを用いた画像形成装置では良好な画質が得られないという問題があった。 However, since the polyurethane foams constituting the toner supply roller described in Patent Documents 1 and 2 are all molded bodies (molded bodies) molded in a mold, mechanical properties such as hardness are obtained. It is difficult to adjust the toner to be suitable for the toner supply roller. Furthermore, since the polyurethane foam is integrally molded, if the hardness on the roller surface is increased in order to improve the scraping property of the toner, the toner enters the roller and the toner deteriorates, and the hardness of the roller surface is reduced. If it is attempted to suppress, the entire roller tends to be too soft and toner supply performance tends to deteriorate. Accordingly, there is a problem that an appropriate toner supply amount cannot be ensured, and an image forming apparatus using the toner supply roller cannot obtain a good image quality.
そこで、本発明の目的とするところは、トナーの過剰な侵入を規制し、トナーの劣化を抑制することができると共に、トナー供給を良好に行うことができ、優れた画質を得ることができるトナー供給ローラの製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to regulate toner excessive intrusion and suppress toner deterioration, and can supply toner satisfactorily and obtain excellent image quality. It is to provide a method for producing a supply row La.
上記の目的を達成するために、請求項1のトナー供給ローラの製造方法は、ポリウレタン発泡体よりなるローラ本体の内部に、トナーの侵入を規制するトナー侵入規制層をローラ本体の外周面に沿って環状に形成してなるトナー供給ローラの製造方法であって、ローラ本体の外周面に、トナー侵入規制層を形成する高分子の原料液を塗布し、該ローラ本体の外周面に沿ってブレードで押し込んだ後硬化させるか、又は加圧した後硬化させ、ローラ本体の内部にトナー侵入規制層を形成することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a toner supply roller manufacturing method according to claim 1 is characterized in that a toner intrusion restricting layer for restricting toner intrusion is provided along the outer peripheral surface of the roller body inside the roller body made of polyurethane foam. A method for manufacturing a toner supply roller formed in an annular shape , wherein a polymer raw material liquid that forms a toner intrusion restricting layer is applied to an outer peripheral surface of a roller body, and a blade is formed along the outer peripheral surface of the roller body The toner intrusion restricting layer is formed inside the roller body by being cured after being pressed in or by being cured after being pressed .
請求項2のトナー供給ローラの製造方法は、請求項1に係る発明において、前記トナー侵入規制層を形成する原料は、ポリウレタン発泡体より平均セル径の小さいセルを有する高分子又はセルを有しない高分子であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the toner supply roller manufacturing method according to the first aspect, wherein the raw material forming the toner intrusion regulating layer does not have a polymer or a cell having cells having an average cell diameter smaller than that of the polyurethane foam. It is a polymer.
本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
請求項1のトナー供給ローラの製造方法では、ポリウレタン発泡体よりなるローラ本体の外周面に、トナー侵入規制層を形成する高分子の原料液を塗布し、該ローラ本体の外周面に沿ってブレードで押し込んだ後硬化させるか、又は加圧した後硬化させることで、ローラ本体の内部に、トナーの侵入を規制するトナー侵入規制層がローラ本体の外周面に沿って環状に形成されている。このため、トナー侵入規制層により、ローラ本体外周面からのトナーの過剰な侵入を規制することができ、ローラ本体内部でのトナーの固着を防止し、トナーの劣化を抑制することができる。従って、ローラ本体を構成するポリウレタン発泡体の硬さ等の機械的物性を調整することによってセル構造を適正なものにでき、トナー供給を良好に行うことができ、その結果優れた画質を得ることができるトナー供給ローラを効率良く製造することができる。
According to the present invention, the following effects can be exhibited.
2. The method of manufacturing a toner supply roller according to claim 1 , wherein a polymer raw material liquid that forms a toner intrusion regulating layer is applied to an outer peripheral surface of a roller main body made of polyurethane foam , and a blade is formed along the outer peripheral surface of the roller main body. The toner intrusion restricting layer for restricting the intrusion of the toner is formed in an annular shape along the outer peripheral surface of the roller main body inside the roller main body by being cured after being pushed in or by being cured after being pressurized . For this reason, the toner intrusion restricting layer can restrict the excessive intrusion of the toner from the outer peripheral surface of the roller body, prevent the toner from sticking inside the roller body, and suppress the deterioration of the toner. Therefore, by adjusting the mechanical properties such as the hardness of the polyurethane foam constituting the roller body, the cell structure can be made appropriate, and the toner can be supplied satisfactorily, resulting in excellent image quality. Thus, a toner supply roller capable of producing the toner can be efficiently manufactured.
請求項2のトナー供給ローラの製造方法では、トナー侵入規制層がポリウレタン発泡体より平均セル径の小さいセルを有する高分子又はセルを有しない高分子により形成されている。このため、請求項1に係る発明の効果に加え、トナー侵入規制層の機能を有効に発揮させることができる。 In the toner supply roller manufacturing method according to the second aspect, the toner intrusion restricting layer is formed of a polymer having cells having an average cell diameter smaller than that of the polyurethane foam or a polymer having no cells. For this reason, in addition to the effect of the invention according to the first aspect, the function of the toner intrusion regulation layer can be effectively exhibited.
以下、本発明の最良と思われる実施形態について図面に基づき詳細に説明する。
図1に示すように、トナー供給ローラ10は、金属よりなる回転軸11の外周部に、ポリウレタン発泡体よりなるローラ本体12が一体的に設けられて構成されている。ローラ本体12を構成するポリウレタン発泡体としては、スラブ発泡法により得られるスラブポリウレタン発泡体のほか、成形型を用いたモールド発泡法により得られるモールドポリウレタン発泡体も用いられるが、表面状態がトナーの掻き取り性や供給性に適している点からスラブポリウレタン発泡体が好ましい。ローラ本体12は、ポリウレタン発泡体のブロックを筒状に切り取り、その中心部に回転軸11を挿通して接着することにより形成されている。図1及び図2に示すように、ローラ本体12の内部には、ポリウレタン発泡体より平均セル径の小さいセルを有する高分子又はセルを有しない高分子よりなるトナー侵入規制層13がローラ本体12の外周面に沿って円環状に形成されている。このトナー侵入規制層13は、トナーがローラ本体12外周面から回転軸11方向へ侵入するのを規制する機能を発現する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments that are considered to be the best of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
ここで、画像形成装置について簡単に説明すると、円筒状をなす感光体は一定方向に回転可能に構成され、その上方位置には帯電ローラが設けられ、該帯電ローラは感光体の表面をコロナ放電により一定電位に帯電させるようになっている。感光体の回転方向において、帯電ローラの隣接位置には露光部が設けられ、記録されるべき画像や文字に対応するパターンがレーザー発振器やLED(発光ダイオード)にて光照射されて静電潜像として形成されるように構成されている。 Here, the image forming apparatus will be briefly described. The cylindrical photoconductor is configured to be rotatable in a certain direction, and a charging roller is provided above the photoconductor, and the charging roller corona discharges the surface of the photoconductor. Thus, charging is performed at a constant potential. In the rotation direction of the photosensitive member, an exposure unit is provided at a position adjacent to the charging roller, and a pattern corresponding to an image or characters to be recorded is irradiated with light by a laser oscillator or an LED (light emitting diode) to form an electrostatic latent image. It is comprised so that it may be formed as.
感光体の回転方向において、露光部の隣接位置にはトナー供給ローラ10を備えた現像部が設けられ、トナーカートリッジ内の現像剤としてのトナーがトナー供給ローラ10によって現像ローラ上に供給されるようになっている。そして、感光体上の静電潜像が、トナー供給ローラ10から現像ローラを介して供給されるトナーにより現像され、そのトナー像により可視化される。感光体の下方位置には反時計方向に回転する転写ローラが設けられ、感光体と転写ローラとの間には記録用紙が通過し、感光体上のトナー像が記録用紙に転写される。転写ローラより記録用紙の進行方向には定着部が設けられ、記録用紙に転写されたトナー像を定着し、印刷を完了するように構成されている。
A developing unit having a
前記スラブポリウレタン発泡体について説明すると、スラブ発泡法は、混合、攪拌された発泡体の原料(反応混合液)をベルトコンベア上に吐出し、該ベルトコンベアが移動する間に反応原料が常温、大気圧下で自然発泡し、硬化することにより発泡体を製造する方法である。得られる発泡体のブロックは、所定形状に裁断されて使用される。スラブ発泡法により製造される軟質ポリウレタン発泡体は連続気泡構造を有しており、ゴムスポンジやポリエチレン発泡体のような独立気泡構造を有する発泡体に比べて通気性などの物性を発揮することができる。ここで、軟質ポリウレタン発泡体は、軽量で、一般にセル(気泡)が連通する連続気泡構造を有し、柔軟性があって、かつ復元性を有するものをいう。スラブポリウレタン発泡体の原料は、ポリオール類、ポリイソシアネート類、触媒、発泡剤、整泡剤等を含有している。 The slab polyurethane foam will be described. In the slab foaming method, the mixed and stirred foam raw material (reaction mixture) is discharged onto a belt conveyor, and the reaction raw material is kept at room temperature and large while the belt conveyor moves. This is a method for producing a foam by spontaneously foaming and curing under atmospheric pressure. The resulting foam block is used after being cut into a predetermined shape. Soft polyurethane foam produced by the slab foaming method has an open-cell structure and can exhibit physical properties such as breathability compared to foams having a closed-cell structure such as rubber sponge and polyethylene foam. it can. Here, the flexible polyurethane foam is lightweight and generally has an open cell structure in which cells (bubbles) communicate with each other, is flexible, and has resilience. The raw material of the slab polyurethane foam contains polyols, polyisocyanates, catalysts, foaming agents, foam stabilizers and the like.
前記ポリオール類としては、ポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオールが用いられるが、ポリエーテルポリオールはポリエステルポリオールに比べ、ポリイソシアネート類との反応性が良く、得られるポリウレタン発泡体のひずみが小さく、かつ加水分解しにくいことから、ポリエーテルポリオールを用いることが好ましい。 As the polyols, polyether polyols or polyester polyols are used, but polyether polyols have better reactivity with polyisocyanates than polyester polyols, and the resulting polyurethane foam has low strain and is hydrolyzed. Since it is difficult, it is preferable to use a polyether polyol.
ポリエーテルポリオールとしては、多価アルコールにプロピレンオキシドを付加重合させた重合体、エチレンオキシドを付加重合させた重合体、プロピレンオキシドとエチレンオキシドとを付加重合させた重合体、或いはそれらの変性体等が用いられる。変性体としては、前記ポリエーテルポリオールにアクリロニトリル又はスチレンを付加させたもの、或はアクリロニトリルとスチレンの双方を付加させたもの等が挙げられる。ここで、多価アルコールは1分子中にヒドロキシル基を複数個有する化合物であり、例えばグリセリン、ジプロピレングリコール等が挙げられる。 As the polyether polyol, a polymer obtained by addition polymerization of propylene oxide to a polyhydric alcohol, a polymer obtained by addition polymerization of ethylene oxide, a polymer obtained by addition polymerization of propylene oxide and ethylene oxide, or a modified product thereof is used. It is done. Examples of the modified product include those obtained by adding acrylonitrile or styrene to the polyether polyol, or those obtained by adding both acrylonitrile and styrene. Here, the polyhydric alcohol is a compound having a plurality of hydroxyl groups in one molecule, and examples thereof include glycerin and dipropylene glycol.
これらのポリエーテルポリオールは、末端に第1級のヒドロキシル基を有していることから、ポリイソシアネート類との反応性が高い。ポリエーテルポリオールの平均分子量は2000〜6000であることが好ましい。この平均分子量が2000未満の場合には得られるポリウレタンの発泡体の成形時における安定性が低下し、6000を越える場合にはポリウレタン発泡体の反発性能が著しく大きくなり、クッション性が低下し、感光体への接触圧が高くなり過ぎる傾向を示す。このポリエーテルポリオールは、原料成分の種類、分子量、縮合度等を調整することによって、ヒドロキシル基の官能基数やヒドロキシル基価を変えることができる。 Since these polyether polyols have a primary hydroxyl group at the terminal, they are highly reactive with polyisocyanates. The average molecular weight of the polyether polyol is preferably 2000 to 6000. When the average molecular weight is less than 2000, the stability of the obtained polyurethane foam at the time of molding is lowered, and when it exceeds 6000, the resilience performance of the polyurethane foam is remarkably increased, and the cushioning property is lowered. It shows a tendency that the contact pressure to the body becomes too high. This polyether polyol can change the number of functional groups and the hydroxyl group value of the hydroxyl group by adjusting the kind of raw material component, the molecular weight, the degree of condensation, and the like.
上記のポリオール類と反応させるポリイソシアネート類はイソシアネート基を複数有する化合物であって、具体的にはトリレンジイソシアネート(TDI)、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリフェニルメタントリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)等の芳香族ポリイソシアネート類、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂環族ポリイソシアネート類、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)等の脂肪族ポリイソシアネート類、又はこれらとポリオールとの反応による遊離イソシアネートプレポリマー類、カルボジイミド変性ポリイソシアネート類等の変性ポリイソシアネート類、さらにはこれらの混合ポリイソシアネート等が用いられる。これらのうち、トリレンジイソシアネート及びその誘導体、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート及びその誘導体が好ましく、これらを混合して使用することもできる。 The polyisocyanates to be reacted with the above polyols are compounds having a plurality of isocyanate groups, specifically, tolylene diisocyanate (TDI), 4,4-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI). ), Aromatic polyisocyanates such as triphenylmethane triisocyanate and xylylene diisocyanate (XDI), alicyclic polyisocyanates such as isophorone diisocyanate (IPDI) and dicyclohexylmethane diisocyanate, and aliphatics such as hexamethylene diisocyanate (HDI) Polyisocyanates, or modified isocyanates such as free isocyanate prepolymers and carbodiimide-modified polyisocyanates by reaction of these with polyols, These mixtures polyisocyanate is used for. Of these, tolylene diisocyanate and derivatives thereof, 4,4-diphenylmethane diisocyanate and derivatives thereof are preferable, and these can also be used as a mixture.
ポリイソシアネート類のイソシアネート指数(イソシアネートインデックス)は100以下又は100を越えてもよいが、ポリウレタン発泡体の硬さをトナー供給ローラに適するようにするために、100〜110の範囲であることが好ましい。イソシアネート指数が100未満の場合、ポリウレタン発泡体が柔らかくなってトナーの掻き取り性が低下する。一方、イソシアネート指数が110を越える場合、ポリウレタン発泡体が硬くなる傾向を示し、感光体の表面を傷付けるおそれがでてくる。ここで、イソシアネート指数は、ポリオール類の水酸基、発泡剤としての水(水酸基として計算)等の活性水素基に対するポリイソシアネート類のイソシアネート基の当量比を百分率で表したものである。 The isocyanate index (isocyanate index) of the polyisocyanates may be 100 or less or exceed 100, but is preferably in the range of 100 to 110 in order to make the hardness of the polyurethane foam suitable for the toner supply roller. . When the isocyanate index is less than 100, the polyurethane foam becomes soft and the scraping property of the toner decreases. On the other hand, when the isocyanate index exceeds 110, the polyurethane foam tends to be hard and the surface of the photoreceptor may be damaged. Here, the isocyanate index represents the equivalent ratio of the isocyanate group of the polyisocyanate to the active hydrogen group such as the hydroxyl group of the polyol and water (calculated as a hydroxyl group) as a blowing agent in percentage.
前記触媒はポリオール類とポリイソシアネート類とのウレタン化反応(樹脂化反応)、ポリイソシアネート類と水との泡化反応、尿素化合物とポリイソシアネート類との硬化反応(架橋反応)等の各反応を促進させるためのものである。係る触媒として具体的にはトリエチレンジアミン(TEDA)、ジメチルエタノールアミン、N,N´,N´−トリメチルアミノエチルピペラジン等の3級アミン、オクチル酸スズ(スズオクトエート)等の有機金属化合物、酢酸塩、アルカリ金属アルコラート等が用いられる。また、その他の触媒として、発泡体表面における硬化性を向上させるために、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン等のモルホリン系の触媒を用いることもできる。触媒の配合量は、ポリオール類100質量部当たり0.05〜0.5質量部程度である。 The catalyst performs various reactions such as urethanization reaction (resinization reaction) between polyols and polyisocyanates, foaming reaction between polyisocyanates and water, and curing reaction (crosslinking reaction) between urea compounds and polyisocyanates. It is for promoting. Specific examples of such catalysts include tertiary amines such as triethylenediamine (TEDA), dimethylethanolamine, N, N ′, N′-trimethylaminoethylpiperazine, organometallic compounds such as tin octylate (tin octoate), and acetic acid. Salts, alkali metal alcoholates and the like are used. As other catalysts, morpholine catalysts such as N-methylmorpholine and N-ethylmorpholine can also be used in order to improve the curability on the foam surface. The compounding amount of the catalyst is about 0.05 to 0.5 parts by mass per 100 parts by mass of polyols.
発泡剤は、ポリウレタンを発泡させてポリウレタン発泡体を得るためのもので、代表的には化学的発泡剤としての水が挙げられる。水は主にポリイソシアネート類と反応(泡化反応)して炭酸ガスを発生する。発泡剤としては、水以外にその他の化学的発泡剤又は物理的(機械的)発泡剤を用いることができる。化学的発泡剤としては、有機酸、硼酸等の無機酸類、炭酸アルカリ金属塩、環状カーボネート類、ジアルキルカーボネート等が挙げられる。これらの化学的発泡剤は、ポリウレタン発泡体の原料成分との反応又は加熱による分解によってガスを発生する。一方、物理的発泡剤としては、ペンタン、シクロペンタン等の炭化水素類、HCFC−22、141b等のハイドロクロロフルオロカーボン類、HFC−245類、356類等のハイドロフルオロカーボン類、空気、窒素ガス、炭酸ガス(二酸化炭素)等のガスが挙げられる。 The foaming agent is for obtaining a polyurethane foam by foaming polyurethane, and typically includes water as a chemical foaming agent. Water mainly reacts with polyisocyanates (foaming reaction) to generate carbon dioxide gas. As the foaming agent, other chemical foaming agents or physical (mechanical) foaming agents can be used in addition to water. Examples of the chemical foaming agent include inorganic acids such as organic acids and boric acid, alkali metal carbonates, cyclic carbonates, dialkyl carbonates, and the like. These chemical blowing agents generate gas by reaction with raw material components of polyurethane foam or decomposition by heating. On the other hand, as physical blowing agents, hydrocarbons such as pentane and cyclopentane, hydrochlorofluorocarbons such as HCFC-22 and 141b, hydrofluorocarbons such as HFC-245 and 356, air, nitrogen gas, carbonic acid A gas such as gas (carbon dioxide) can be used.
発泡剤としての水の配合量は、ポリオール類100質量部当たり1〜7質量部程度であることが好ましい。水の配合量が1質量部未満の場合には泡化反応が不十分となって発泡体のクッション性が損なわれやすくなり、7質量部を越える場合には泡化反応が過剰になって発泡体が柔らかくなり過ぎ、トナー供給ローラ10表面のトナーに対する掻き取り性が低下する。
The blending amount of water as a blowing agent is preferably about 1 to 7 parts by mass per 100 parts by mass of polyols. When the amount of water is less than 1 part by mass, the foaming reaction is insufficient and the cushioning property of the foam tends to be impaired. When the amount exceeds 7 parts by mass, the foaming reaction becomes excessive and foaming occurs. The body becomes too soft, and the scraping property with respect to the toner on the surface of the
整泡剤はポリウレタン発泡体の原料に通常配合されるもののいずれも使用することができるが、例えばオルガノシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合体、シリコーン−グリース共重合体等の非イオン系界面活性剤、又はそれらの混合物、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム等のアニオン系界面活性剤、フェノール系化合物等が挙げられる。整泡剤の配合量は、ポリオール類100質量部当たり0.1〜2.0質量部程度であることが好ましい。その他ポリウレタン発泡体の原料には、ポリアルキレンオキシドポリオール等のセルオープナー、縮合リン酸エステル等の難燃剤、酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、着色剤等を用いることができる。 As the foam stabilizer, any of those usually blended in the raw material of polyurethane foam can be used. For example, nonionic surfactants such as organosiloxane-polyoxyalkylene copolymer, silicone-grease copolymer, Or mixtures thereof, anionic surfactants such as sodium dodecylbenzenesulfonate and sodium lauryl sulfate, phenolic compounds and the like. The blending amount of the foam stabilizer is preferably about 0.1 to 2.0 parts by mass per 100 parts by mass of polyols. In addition, a cell opener such as a polyalkylene oxide polyol, a flame retardant such as a condensed phosphate ester, an antioxidant, a plasticizer, an ultraviolet absorber, a colorant, and the like can be used as a raw material for the polyurethane foam.
前記ポリオール類とポリイソシアネート類とのウレタン化反応の際には、ワンショット法又はプレポリマー法が採用される。ワンショット法は、ポリオール類とポリイソシアネート類とを直接反応させる方法である。プレポリマー法は、ポリオール類とポリイソシアネート類との各一部を事前に反応させて末端にイソシアネート基又はヒドロキシル基を有するプレポリマーを得、それにポリオール又はポリイソシアネートを反応させる方法である。 In the urethanization reaction between the polyols and polyisocyanates, a one-shot method or a prepolymer method is employed. The one-shot method is a method in which polyols and polyisocyanates are directly reacted. The prepolymer method is a method in which a part of a polyol and a polyisocyanate are reacted in advance to obtain a prepolymer having an isocyanate group or a hydroxyl group at a terminal, and the polyol or polyisocyanate is reacted therewith.
このようにして得られるスラブポリウレタン発泡体は、骨格が三次元に網目状に延び、その間には多数のセルが形成され、セルが三次元的に連続して延びる三次元の連通構造を有している。また、スラブポリウレタン発泡体は、ハードセグメントとソフトセグメントとにより構成されるポリウレタンの性質に基づいて一定の強度と所要の弾力性を有し、良好なひずみ性(復元性)を発揮することができる。ポリウレタン発泡体のJIS K6400に基づく平均セル径は、ローラ本体12の外周面におけるトナーの掻き取り性を高め、トナーの供給性を向上させるため300〜800μmであることが好ましく、400〜700μmであることがより好ましい。平均セル径が300μm未満のときには骨格部分が多くなり、トナー供給ローラ10が感光体の表面を傷付ける傾向を示し、800μmを越えるときにはセルが大きくなって空間部分が増え、トナーの掻き取り性が低下すると共に、トナー供給ローラ10の強度が低下して耐久性が不足する。従って、平均セル径の逆数である平均セル数は、30〜80個/25mmであることが好ましい。
The slab polyurethane foam obtained in this way has a three-dimensional communication structure in which the skeleton extends in a three-dimensional network, a large number of cells are formed between them, and the cells extend three-dimensionally continuously. ing. Moreover, the slab polyurethane foam has a certain strength and required elasticity based on the properties of the polyurethane composed of the hard segment and the soft segment, and can exhibit good distortion (restorability). . The average cell diameter of the polyurethane foam based on JIS K6400 is preferably 300 to 800 μm, and preferably 400 to 700 μm in order to improve the scraping property of the toner on the outer peripheral surface of the
また、スラブポリウレタン発泡体のJIS K7222:1999に基づく見掛け密度は20〜100kg/m3であることが好ましい。見掛け密度が20kg/m3未満の場合には、セルを形成する骨格部分が少なくなってトナー供給ローラ10表面のトナー掻き取り性が低下すると共に、セルが大きくなってトナー供給ローラ10の強度が低下する。一方、見掛け密度が100kg/m3を越える場合には、セルを形成する骨格部分が多くなってトナー供給ローラ10が感光体表面を傷付けるおそれがある。
Moreover, it is preferable that the apparent density based on JISK7222: 1999 of a slab polyurethane foam is 20-100 kg / m < 3 >. When the apparent density is less than 20 kg / m 3 , the number of skeletons forming the cells is reduced, the toner scraping property on the surface of the
次に、前記トナー侵入規制層13を形成するための高分子は、スラブポリウレタン発泡体より平均セル径の小さいセルを有する高分子又はセルを有しない高分子である。セルを有する高分子としては、ポリウレタン水分散液から得られる発泡体、機械的発泡により得られるポリウレタン発泡体、アクリル樹脂エマルジョンより得られるアクリル樹脂発泡体などが用いられる。係る高分子の原料液としてポリウレタン水分散液を用いる場合には、ポリウレタン水分散液に整泡剤、増粘剤、導電剤などを配合した原料をミキサーで混合、撹拌し、空気を巻き込んで微細な気泡を形成して使用される。高分子の原料液として機械的発泡により得られるポリウレタン発泡体の原料を用いる場合には、ポリオール類に触媒、イオン導電剤等を混合したポリオール成分と、整泡剤等を混合したポリイソシアネート成分との混合液に例えば窒素ガスを供給して混合、撹拌し、微細な気泡を形成して使用される。
Next, the polymer for forming the toner
一方、セルを有しない高分子としては、非発泡のポリウレタン水分散液、非発泡のアクリル樹脂エマルジョン等が用いられる。そのような非発泡のポリウレタン水分散液や非発泡のアクリル樹脂エマルジョンには、前記セルを有する高分子としてのポリウレタン水分散液やアクリル樹脂エマルジョンにおいて、発泡剤、整泡剤等の成分が含まれていない。 On the other hand, non-foamed polyurethane water dispersion, non-foamed acrylic resin emulsion, etc. are used as the polymer having no cells. Such a non-foamed polyurethane water dispersion or non-foamed acrylic resin emulsion contains components such as a foaming agent and a foam stabilizer in the polyurethane water dispersion and acrylic resin emulsion as the polymer having the cells. Not.
トナー侵入規制層13の平均セル径は、ローラ本体12内へのトナーの侵入規制効果を高めるため、前記スラブポリウレタン発泡体の平均セル径より小さくすることが必要であり、30〜200μmであることが好ましく、50〜100μmであることがより好ましい。この平均セル径が30μmより小さい場合には、トナー侵入規制層13の形成が難しくなる傾向があって好ましくない。平均セル径が200μmより大きい場合には、セルが大きくなり過ぎてトナー侵入を抑制する作用が損なわれるようになって好ましくない。
The average cell diameter of the toner
トナー侵入規制層13は、その効果発現と製造の容易性の観点からローラ本体12の外周面より好ましくは0.05〜0.3mm、より好ましくは0.1〜0.2mmの深さに設けられる。この深さが0.05mmより浅い場合、トナー侵入規制層13の形成は容易になるが、トナー侵入規制層13が非常に浅いため、トナーの供給に支障を来たすおそれがある。一方、その深さが0.3mmより深い場合、トナーがローラ本体12の内部まで浸透し、固着するようになると共に、トナー侵入規制層13の形成が面倒になって好ましくない。
The toner
また、トナー侵入規制層13の厚さは、その機能発現のため0.2〜0.5mmであることが好ましく、0.3〜0.4mmであることがより好ましい。この厚さが0.2mmより薄いときには、ローラ本体12の内部へのトナー侵入を抑制する作用が低下して好ましくない。一方、厚さが0.5mmより厚いときには、トナー侵入を抑制する作用は十分であるが、そのような厚いトナー侵入規制層13を形成するための製造効率が悪化する。
Further, the thickness of the toner
次に、トナー供給ローラ10の製造方法について説明する。
まず、常法に従ってローラ本体12を構成するスラブポリウレタン発泡体を製造し、その発泡体ブロックを円筒状に切り取り、中心に回転軸11を嵌め込んで一体化する。続いて、その外周面を必要により研磨して平滑にする。その後、ローラ本体12の外周面に、前記高分子の原料液を塗布する。高分子の原料液の塗布は、印刷法、コーティング法等により行われる。印刷法としてはスクリーン印刷法、グラビア印刷法等が挙げられ、コーティング法としてはロールコート法、吹付け法、浸漬法等が挙げられる。次いで、ローラ本体12の外周面に塗布された高分子の原料液を、ローラ本体12を回転させながらドクターブレード等のブレードでローラ本体12内へ1〜2mm程度押し込む操作を行った後硬化させるか、又は0.01〜0.02MPaの圧力で加圧した後硬化させる。このような操作により、ローラ本体12の内部にローラ本体12の外周面に沿って環状にトナー侵入規制層13を形成する。このようにして、トナー供給ローラ10が製造される。
Next, a method for manufacturing the
First, a slab polyurethane foam constituting the
さて、本実施形態の作用について説明すると、画像形成装置において、帯電ローラにより感光体の表面が帯電され、露光部で露光されて所定の静電潜像が形成される。続いて、現像部のトナー供給ローラ10によりトナーが現像ローラを介して感光体表面に供給され、静電潜像が現像されてトナー像が形成される。このとき、トナー供給ローラ10を構成するローラ本体12はスラブポリウレタン発泡体により形成されていることから、硬さ、セル形状、セル径等の機械的物性がトナー供給ローラ10のトナー供給性に適したものとなっている。そのため、トナー供給ローラ10から現像ローラを介する感光体へのトナーの供給を円滑に行うことができる。
Now, the operation of this embodiment will be described. In the image forming apparatus, the surface of the photosensitive member is charged by the charging roller, and is exposed at the exposure unit to form a predetermined electrostatic latent image. Subsequently, the toner is supplied to the surface of the photoreceptor by the
しかも、ローラ本体12の内部に、スラブポリウレタン発泡体より平均セル径の小さいセルを有する高分子又はセルを有しない高分子よりなるトナー侵入規制層13が円環状に形成されている。従って、このトナー侵入規制層13により、ローラ本体12外周面から内部へのトナーの過剰な侵入を遮ることができ、ローラ本体12内部でのトナーの固着を回避することができる。その後、トナー像が転写部で記録用紙に記録され、定着部で定着される。その結果、記録用紙に定着された画像の画質は鮮明なものとなる。
In addition, a toner
以上の実施形態によって発揮される効果について、以下にまとめて記載する。
・ 本実施形態におけるトナー供給ローラ10では、ポリウレタン発泡体、特にスラブポリウレタン発泡体よりなるローラ本体12の内部に、トナーの侵入を規制するトナー侵入規制層13がローラ本体12の外周面に沿って円環状に形成されている。従って、ローラ本体12内部へのトナーの過剰な侵入を規制することができ、トナーの劣化を抑制することができると共に、トナー供給を良好に行うことができ、その結果優れた画質を得ることができる。よって、このトナー供給ローラ10は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の現像部に好適に使用される。
The effects exhibited by the above embodiment will be described collectively below.
In the
・ 前記トナー侵入規制層13は、スラブポリウレタン発泡体より平均セル径の小さいセルを有する高分子又はセルを有しない高分子により形成されている。このため、トナー侵入規制層13の機能を有効に発揮させることができる。
The toner
・ スラブポリウレタン発泡体の平均セル径は300〜800μmであり、トナー侵入規制層13の平均セル径は30〜200μmであることにより、トナー侵入規制層13のトナー侵入規制効果及びスラブポリウレタン発泡体のトナー供給効果をバランス良く発揮することができる。
The average cell diameter of the slab polyurethane foam is 300 to 800 μm, and the average cell diameter of the toner
・ トナー侵入規制層13は、ローラ本体12の外周面より0.05〜0.3mmの深さに設けられ、その厚さが0.2〜0.5mmであることにより、トナー侵入規制層13の効果を十分に発揮させることができると共に、トナー侵入規制層13を容易に形成することができる。
The toner
・ トナー供給ローラ10の製造方法では、ローラ本体12の外周面に、前記高分子の原料液を塗布し、ブレードで押し込んだ後硬化させるか、又は加圧した後硬化させ、ローラ本体12の内部にローラ本体12の外周面に沿って円環状にトナー侵入規制層13を形成するものである。従って、前記効果を有するトナー供給ローラ10を効率良く製造することができる。
In the manufacturing method of the
・ ローラ本体12の外周面に高分子の原料液を塗布し、押圧等の操作によりトナー侵入規制層13を形成したとき、ローラ本体12の外周面には高分子の原料液が少量残存し、それが硬化して凹凸部が形成される。そのため、ローラ本体12の外周面の係る凹凸部によりトナーの掻き取り性が高められ、トナーの供給性を向上させることができる。
When a polymer raw material liquid is applied to the outer peripheral surface of the
以下に、実施例及び比較例を挙げて、前記実施形態をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(実施例1〜9及び比較例1〜7)
トナー供給ローラ10のローラ本体(直径15mm)12を形成する材料として、次に示すA〜Gのスラブポリウレタン発泡体を使用した。
Hereinafter, the embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
(Examples 1-9 and Comparative Examples 1-7)
As materials for forming the roller main body (diameter 15 mm) 12 of the
A:ポリエーテル系ポリウレタン発泡体、JIS K7222:1999に基づく見掛け密度が70kg/m3、セル数60個/25mm、JIS K6400−2:2004に基づく硬さが314N、〔(株)イノアックコーポレーション製、EP70〕。 A: Polyether-based polyurethane foam, apparent density of 70 kg / m 3 based on JIS K7222: 1999, 60 cells / 25 mm, hardness of 314 N based on JIS K6400-2: 2004, manufactured by Inoac Corporation , EP70].
B:ポリエーテル系ポリウレタン発泡体、JIS K7222:1999に基づく見掛け密度が52kg/m3、セル数50個/25mm、JIS K6400−2:2004に基づく硬さが226N、〔(株)イノアックコーポレーション製、RMM〕。 B: Polyether-based polyurethane foam, apparent density based on JIS K7222: 1999, 52 kg / m 3 , 50 cells / 25 mm, hardness based on JIS K6400-2: 2004, 226 N, manufactured by Inoac Corporation , RMM].
C:ポリエーテル系ポリウレタン発泡体、JIS K7222:1999に基づく見掛け密度が45kg/m3、セル数45個/25mm、JIS K6400−2:2004に基づく硬さが177N、〔(株)イノアックコーポレーション製、RRG−H〕。 C: Polyether-based polyurethane foam, apparent density based on JIS K7222: 1999, 45 kg / m 3 , number of cells 45/25 mm, hardness based on JIS K6400-2: 2004, 177 N, manufactured by Inoac Corporation , RRG-H].
D:ポリエーテル系ポリウレタン発泡体、JIS K7222:1999に基づく見掛け密度が35kg/m3、セル数40個/25mm、JIS K6400−2:2004に基づく硬さが157N、〔(株)イノアックコーポレーション製、RR26〕。 D: polyether-based polyurethane foam, JIS K7222: apparent density based on 1999 is 35 kg / m 3, the cell number 40 / 25mm, JIS K6400-2: Hardness Based on 2004 157N, [Corporation Inoac Corporation Ltd. , RR26].
E:ポリエーテル系ポリウレタン発泡体、JIS K7222:1999に基づく見掛け密度が30kg/m3、セル数38個/25mm、JIS K6400−2:2004に基づく硬さが98N、〔(株)イノアックコーポレーション製、RR4〕。 E: Polyether polyurethane foam, apparent density of 30 kg / m 3 based on JIS K7222: 1999, 38 cells / 25 mm, hardness of 98 N based on JIS K6400-2: 2004, manufactured by Inoac Corporation , RR4].
F:ポリエステル系ポリウレタン発泡体、JIS K7222:1999に基づく見掛け密度が57kg/m3、セル数50個/25mm、JIS K6400−2:2004に基づく硬さが200N、〔(株)イノアックコーポレーション製、RSM55〕。 F: Polyester-based polyurethane foam, apparent density based on JIS K7222: 1999, 57 kg / m 3 , 50 cells / 25 mm, hardness based on JIS K6400-2: 2004, 200N [manufactured by Inoac Corporation, RSM55].
G:ポリエーテル系ポリウレタン発泡体、東海ゴム工業(株)製。
そして、上記A〜Gのスラブポリウレタン発泡体をシート状に調製し(縦500mm、横240mm、厚さ18mm)、直径4mmの貫通孔を18mm間隔で開け、以下に示すカーボンブラック配合液にスラブポリウレタン発泡体に対して固形分が30質量%となるように含浸した。その後、130℃、4時間乾燥して導電性のスラブポリウレタン発泡体シートを得た。
(カーボンブラック配合液)
カーボンブラック水分散液(固形分36質量%、山陽色素(株)製、エマコールブラックC)100質量部、アクリル樹脂ラテックス(固形分45質量%、日本ゼオン(株)製、LX851)100質量部、水200質量部及び界面活性剤2質量部。
G: Polyether-based polyurethane foam, manufactured by Tokai Rubber Industries, Ltd.
Then, the slab polyurethane foams A to G are prepared in a sheet form (length 500 mm, width 240 mm, thickness 18 mm), through holes with a diameter of 4 mm are opened at intervals of 18 mm, and the slab polyurethane is added to the following carbon black mixture liquid. The foam was impregnated so that the solid content was 30% by mass. Then, it dried at 130 degreeC for 4 hours, and obtained the electroconductive slab polyurethane foam sheet.
(Carbon black mixture)
100 parts by mass of carbon black water dispersion (solid content 36% by mass, Sanyo Dye Co., Ltd., Emacor Black C), acrylic resin latex (solid content 45% by mass, Nippon Zeon Co., Ltd., LX851) 100 parts by mass 200 parts by weight of water and 2 parts by weight of a surfactant.
次いで、導電性のスラブポリウレタン発泡体シートを、縦及び横が18mmの四角柱状に切り離し、前記貫通孔に回転軸11を挿通して接着した後、円筒研削盤により外径が15mmとなるように研磨した。 Next, the conductive slab polyurethane foam sheet is cut into a rectangular column shape with a length and width of 18 mm, and the rotary shaft 11 is inserted and bonded to the through-hole so that the outer diameter becomes 15 mm by a cylindrical grinder. Polished.
また、ローラ本体12の内部に形成されるトナー侵入規制層13を形成する原料として、次に示す原料を使用した。
(ポリウレタン水分散液)
ポリウレタン水分散液〔ポリエステル系ポリウレタン、不揮発分濃度50質量%、第一工業製薬(株)製、スーパーフレックスE−2000〕50質量部、同じくポリウレタン水分散液〔ポリエーテル系ポリウレタン、不揮発分濃度40質量%、第一工業製薬(株)製、スーパーフレックスE−4800〕50質量部、整泡剤〔第一工業製薬(株)製、スコアミンフォーマーKF〕6質量部、増粘剤〔第一工業製薬(株)製、スーパーフレックスVF〕2質量部、導電剤としてカーボンブラック分散液〔山陽色素(株)製、エマコールブラックC〕30質量部をハンドミキサーで均一になるように混合、撹拌し、微細な気泡が均一に分散されるようにした。
(機械発泡ポリウレタン)
ポリマーポリオール〔三井化学(株)製、POP2430〕90質量部、ポリエステルポリオール〔ダイセル化学工業(株)製、PCL305〕8質量部、ニッケルアセチルアセトネート〔OSiスペシャリティーズ社製、LC−5615〕2質量部、アミン系触媒〔三共エアプロダクツ(株)製、DABCO−33LV〕0.1質量部及びイオン導電剤〔日本油脂(株)製、カチオンIN〕1質量部を混合、撹拌してポリオール成分を調製した。このポリオール成分と、シリコーン系整泡剤〔OSiスペシャリティーズ社製、L−5614〕8質量部と、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート〔MDI、日本ポリウレタン工業(株)製、MTL〕14質量部との混合液に、窒素ガスを流量200cm3/min(0℃、1気圧)で供給すると共に、撹拌、混合して流動性樹脂原料を調製した。
(アクリルエマルジョン)
アクリル樹脂発泡体の原料となるアクリル樹脂エマルジョン、日本ゼオン(株)製、ニポールLX851
(水溶性高分子溶液)
エチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合体よりなる水溶性高分子〔日本ゼオン(株)製、ゼオスパン8100〕を水に溶解して高粘度の溶液(濃度5質量%、粘度105mPa・s)を調製した。なお、この水溶性高分子溶液は、それ自体が発泡するものではないが、ローラ本体12の表面に塗布し、圧縮、開放を繰り返したとき気泡が生成し、トナー侵入規制層13には微細なセルが形成されていた。
Further, the following raw materials were used as raw materials for forming the toner
(Polyurethane aqueous dispersion)
Polyurethane aqueous dispersion [polyester polyurethane, non-volatile content 50% by mass, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Superflex E-2000] 50 parts by mass, polyurethane water dispersion [polyether polyurethane, non-volatile content 40 50% by mass, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Superflex E-4800], 6 parts by mass of foam stabilizer [Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Scoremin Former KF], thickener [No. Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Superflex VF] 2 parts by mass, carbon black dispersion [Sanyo Dye Co., Ltd., Emacol Black C] 30 parts by mass as a conductive agent, mixed uniformly with a hand mixer, Stirring was performed so that fine bubbles were uniformly dispersed.
(Mechanical foam polyurethane)
90 parts by mass of polymer polyol [manufactured by Mitsui Chemicals, POP2430], 8 parts by mass of polyester polyol [manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., PCL305], 2 parts by mass of nickel acetylacetonate [manufactured by OSi Specialties, LC-5615] Part, amine catalyst [Sankyo Air Products Co., Ltd., DABCO-33LV] 0.1 parts by mass and ionic conductive agent [Nippon Yushi Co., Ltd., cation IN] 1 part by mass are mixed and stirred to add the polyol component. Prepared. The polyol component, silicone-based foam stabilizer [manufactured by OSi Specialties, L-5614] 8 parts by mass, and 4,4-diphenylmethane diisocyanate [MDI, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., MTL] 14 parts by mass Nitrogen gas was supplied to the mixed liquid at a flow rate of 200 cm 3 / min (0 ° C., 1 atm), and stirred and mixed to prepare a fluid resin material.
(Acrylic emulsion)
Acrylic resin emulsion used as a raw material for acrylic resin foam, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., Nipol LX851
(Water-soluble polymer solution)
A high-viscosity solution (concentration 5 mass%,
そして、トナー侵入規制層13を形成する原料液がポリウレタン水分散液の場合には、それをローラ本体12の表面にスクリーン印刷機(網目50メッシュ)を用いて2g程度塗布(印刷)し、該ローラ本体12を回転させながらドクターブレードをローラ本体12に1mm程度食い込ませて押し込む操作を行った。その後、熱風循環オーブンで100℃で5分間加熱し、乾燥、硬化させてローラ本体12内にトナー侵入規制層13を形成した。
When the raw material liquid for forming the toner
また、トナー侵入規制層13を形成する原料が機械発泡ポリウレタンの場合には、それをローラ本体12の表面にスクリーン印刷機(網目50メッシュ)を用いて1g程度塗布(印刷)し、該ローラ本体12を回転させながらドクターブレードをローラ本体12に1mm程度食い込ませて押し込む操作を行った。その後、熱風循環オーブンで160℃で60分間加熱し、乾燥、硬化させてローラ本体12内にトナー侵入規制層13を形成した。
When the raw material for forming the toner
さらに、トナー侵入規制層13を形成する原料が水溶性高分子の場合には、それをローラ本体12の表面に塗布した後、ローラ本体12を基板上で圧縮しながら回転、圧縮開放を10回繰り返し、その後90℃、30分間加熱、乾燥し、硬化させてローラ本体12内にトナー侵入規制層13を形成した。
Further, when the raw material for forming the toner
いずれの場合においても、トナー侵入規制層13は、深さがローラ本体12の外周面より0.1〜0.2mmであり、厚さが0.3〜0.4mmであった。ここで、実施例1〜9では、スラブポリウレタン発泡体とトナー侵入規制層13を形成する原料とを表1に示すように組合せて実施した。一方、比較例1〜7では、表2に示すように、スラブポリウレタン発泡体として前記A〜Gのみを使用し、トナー侵入規制層13を設けない例を示す。
In any case, the toner
このようにして得られたトナー供給ローラ10について、硬さ及びトナー侵入量を次の方法で測定した。なお、表1及び表2において、トナー侵入規制層の欄のローラ硬度はトナー侵入規制層13を形成した後のローラ硬度を示し、評価結果の欄のローラ硬度はトナーを含んだ状態のローラ硬度を示す。
With respect to the
ローラ硬度(N):直径50mmの円板を作製し、それを押圧して1mm変形したときの応力を測定した。
トナー侵入量(g):トナー供給ローラ10の使用前と使用後における各質量を測定し、その質量差を算出した。
Roller hardness (N): A disk having a diameter of 50 mm was prepared, and the stress when the disk was pressed and deformed by 1 mm was measured.
Toner penetration amount (g): The respective masses of the
さらに、上記のトナー供給ローラ10を装着したプリンタにより、トナー被覆率5%に相当する文字パターンを印刷(A4版)し、その初期画像と耐久画像について、ゴースト画像の濃度差(マクベス濃度差)及び画像の先端部と終端部の濃度差(マクベス濃度差)を測定すると共に、画質を以下の評価基準にて評価した。ここで、耐久画像は、1,000枚印刷する毎に画像評価用のパターンを印刷して性能を評価しながら耐久試験を行い、累積で8,000枚になるまで実施した(温度23℃、相対湿度55%)。
Further, a character pattern corresponding to a toner coverage of 5% is printed (A4 plate) by the printer equipped with the
○:良好な画像であった。△:許容できる画像であった。×:濃度むらが生じたり、すじが発生したりして不良であった。
これらのローラ硬度、トナー侵入量、初期画像及び耐久画像の結果を表1及び表2に示した。
(実施例10〜12)
実施例10及び12ではトナー侵入規制層13を形成する原料液として、下記に示す非発泡のポリウレタン水分散液を用い、実施例11では下記に示す非発泡のアクリルエマルジョンを用いた。
(非発泡のポリウレタン水分散液)
ポリウレタン水分散液〔ポリエステル系ポリウレタン、不揮発分濃度50質量%、第一工業製薬(株)製、スーパーフレックスE−2000〕50質量部、同じくポリウレタン水分散液〔ポリエーテル系ポリウレタン、不揮発分濃度40質量%、第一工業製薬(株)製、スーパーフレックスE−4800〕50質量部、増粘剤〔第一工業製薬(株)製、スーパーフレックスVF〕10質量部、導電剤としてカーボンブラック分散液〔山陽色素(株)製、エマコールブラックC〕30質量部及び脱イオン水75質量部をハンドミキサーで均一になるように混合、撹拌した後、脱気泡した。
(非発泡のアクリルエマルジョン)
アクリル樹脂エマルジョン〔不揮発分45質量%、日本ゼオン(株)製、ニポールLX874〕100質量部、増粘剤〔第一工業製薬(株)製、スーパーフレックスVF〕10質量部、導電剤としてカーボンブラック分散液〔山陽色素(株)製、エマコールブラックC〕30質量部及び脱イオン水75質量部をハンドミキサーで均一になるように混合、撹拌した後、脱気泡した。
A: A good image was obtained. Δ: Acceptable image. X: Unsatisfactory due to uneven density or streaks.
Tables 1 and 2 show the results of these roller hardnesses, toner penetration amounts, initial images, and durable images.
(Examples 10 to 12)
In Examples 10 and 12, the following non-foamed polyurethane aqueous dispersion was used as the raw material liquid for forming the toner
(Non-foamed polyurethane water dispersion)
Polyurethane aqueous dispersion [polyester polyurethane, non-volatile content 50% by mass, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Superflex E-2000] 50 parts by mass, polyurethane water dispersion [polyether polyurethane, non-volatile content 40 50% by mass, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Superflex E-4800], 10 parts by mass of a thickener [manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Superflex VF], carbon black dispersion as a conductive agent [Esancol Black C, manufactured by Sanyo Dye Co., Ltd.] 30 parts by mass and 75 parts by mass of deionized water were mixed and stirred uniformly with a hand mixer, and then degassed.
(Non-foamed acrylic emulsion)
Acrylic resin emulsion [non-volatile content 45% by mass, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., Nipol LX874] 100 parts by mass, thickener [Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Superflex VF] 10 parts by mass, carbon black as a conductive agent 30 parts by mass of a dispersion (Sanyo Dye Co., Ltd., Emacol Black C) and 75 parts by mass of deionized water were mixed and stirred uniformly with a hand mixer, and then degassed.
そして、トナー侵入規制層13の形成は、上記非発泡のポリウレタン水分散液又は非発泡のアクリルエマルジョンをローラ本体12の表面にロールコータにより乾燥質量で1gを塗布し、そのまま熱風循環オーブンに入れて100℃で5分間加熱し、乾燥、硬化させてローラ本体12内にトナー侵入規制層13を形成した。
Then, the toner
得られたトナー供給ローラ10について、実施例1〜9と同様にしてローラ硬度、トナー侵入量、初期画像及び耐久画像を測定し、それらの結果を表1に示した。
The obtained
また、非発泡のポリウレタン水分散液を用いた実施例10では、実施例1に比べてトナー侵入量を少なくすることができた。同じく非発泡のポリウレタン水分散液を用いた実施例12の場合にも良好な結果が得られた。非発泡のアクリルエマルジョンを用いた実施例11においてもトナー侵入量を少なくすることができた。 Further, in Example 10 using the non-foamed polyurethane water dispersion, the amount of toner penetration could be reduced as compared with Example 1. Also in the case of Example 12 using a non-foamed polyurethane aqueous dispersion, good results were obtained. In Example 11 using a non-foamed acrylic emulsion, the amount of toner penetration could be reduced.
なお、前記実施形態は、次のように変更して実施することも可能である。
・ 前記トナー侵入規制層13は、ローラ本体12の内部において複数層で構成することも可能である。その場合、各層の原料、厚さ、間隔等は目的に応じて適宜設定することができる。例えば、ローラ本体12の回転軸11に近いトナー侵入規制層13ほど平均セル径が小さくなるように構成することができる。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
The toner
・ トナー侵入規制層13の断面形状は、正円状でなくてもよく、多少変形していても差し支えない。
・ トナー侵入規制層13を形成する発泡体の表面には被膜(スキン層)が形成されていても差し支えない。
The cross-sectional shape of the toner
A film (skin layer) may be formed on the surface of the foam forming the toner
・ ローラ本体12を形成するスラブ発泡体の原料液又はトナー侵入規制層13を形成する高分子の原料液に、トナーの帯電性及び流動性を調整する外添剤、例えばシリカ、アルミナ等を含有させ、トナー供給ローラ10表面の異物に対して親和性を持たせてその異物を除去するように構成することもできる。
-The slab foam raw material liquid forming the
10…トナー供給ローラ、12…ローラ本体、13…トナー侵入規制層。
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